Batterie agli ioni di litio: un pericolo chimico nelle nostre auto?

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Batterie un po’ particolari sono utilizzate nei veicoli elettrici e nei veicoli ibridi: le batterie agli ioni di litio. Queste batterie funzionano diversamente rispetto alle batterie classiche delle auto diesel o benzina. I componenti utilizzati in queste batterie possono presentare un pericolo chimico.

In qualche parola: come funziona una batteria agli ioni di litio?

Una batteria agli ioni di litio funziona secondo la seguente reazione: una reazione reversibile di scambio di uno ione di litio tra due elettrodi. L’elettrodo positivo è generalmente costituito da un ossido di metallo di transizione litiato (diossido di cobalto o di manganese); l’elettrodo negativo è generalmente in grafite.[1] Questo scambio avviene all’interno di un elettrolita liquido composto generalmente da sale LiPF6 (esafluorofosfato di litio) in soluzione all’interno di una miscela di carbonato di etilene e carbonato di propilene o tetraidrofurano.

Batteria agli ioni di litio che perde = produzione di acido fluoridrico

Poiché l’elettrolita è liquido, potenzialmente può fuoriuscire dalla batteria ed entrare in contatto con l’aria e l’acqua.

Due reazioni possono provocare la formazione di acido fluoridrico:

  • L’idrolisi degli ioni PF6- dell’elettrolita in presenza d'acqua
  • La combustione di questi ioni PF6-

L’idrolisi degli ioni PF6- avviene unicamente in presenza d'acqua in un mezzo non troppo acido né troppo basico (pH compreso tra 1 e 12). Tuttavia la velocità di questa idrolisi è bassa e le quantità di acido fluoridrico prodotte sono ridotte.[[2] L’acido fluoridrico è anche molto tossico.

Batterie agli ioni di litio e combustione: un pericolo reale

Batterie agli ioni di litio e combustione: un pericolo reale

La batteria agli ioni di litio presenta anche un rischio di degradazione dovuta a reazione violenta e pericolosa di combustione in caso di cattivo utilizzo. Questa reazione può avere luogo quando la temperatura della batteria supera i 65 °C ed è molto probabile a più di 75 °C.[3]

In caso di incendio della batteria, si forma e viene rilasciato acido fluoridrico per reazione di decomposizione termica dell’anione PF6- dell’elettrolita contenuto nella batteria. Un rapporto dell’INERIS sulle batterie delle auto elettriche precisa questo rischio.[4] Inoltre, gli studi INERIS mostrano al momento che: “Dal punto di vista metrologico, la misurazione dei composti fluorati prodotti in caso di incendio resta un’operazione delicata”[5]

La concentrazione di acido fluoridrico formato è dunque variabile e dipende soprattutto dalla quantità di elettrolita in combustione e dalla temperatura di combustione.

Altri gas tossici (principalmente ossidi di carbonio) si formano durante la combustione dell’elettrolita (combustione di carbonati di etilene e propilene).

Per evitare che la batteria perdana o bruci, bisogna maneggiare la batteria agli ioni di litio con estrema precauzione.

Cosa fare in caso di perdita di una batteria agli ioni di litio?

Se si osserva una perdita dell’elettrolita da una batteria agli ioni di litio, è possibile che il liquido contenga acido fluoridrico. È necessario assorbire il residuo liquido che fuoriesce dalla batteria mediante un assorbente adattato come l’assorbente che neutralizza i prodotti chimici acidi ACICAPTAL®o l'assorbente polivalente TRIVOREX®. È consigliabile indossare dispositivi di protezione individuale.

In caso di esposizione cutanea od oculare a un liquido proveniente da una batteria agli ioni di litio, si può generare una lesione chimica grave. È necessaria una decontaminazione adatta al pericolo rappresentato dall’acido fluoridrico. Si raccomanda di consultare urgentemente un medico.

Cosa fare in caso di combustione di una batteria agli ioni di litio?

In generale, le batterie agli ioni di litio delle auto sono isolate e protette in modo che, in caso di combustione, non lascino fuoriuscire vapori di acido fluoridrico.

In caso di incidente stradale, se la batteria prende fuoco, non bisogna, per quanto possibile, entrare in contatto con i vapori che possono fuoriuscirne.

In caso di esposizione cutanea od oculare a prodotti derivanti dalla combustione delle batterie agli ioni di litio, è necessaria una decontaminazione adatta al pericolo rappresentato dall’acido fluoridrico. Si raccomanda di consultare urgentemente un medico.